19
19
Для достижения ядерного взрыва необходимо создание в бомбе мгновенной сверхкритичности ядерного топлива и удержания ее на миллионные доли секунды, чтобы успела разделиться хотя бы небольшая доля «горючего» материала. Цепная реакция деления в бомбе протекает на быстрых нейтронах и носит характер мгновенного мощного взрыва.
В производственных условиях завода «Б» возможен был и другой вариант цепной реакции с локальным взрывом. Она могла произойти в какой-либо емкости с раствором плутония, что являлось бы, по существу, производственной радиационной аварией. На языке эксплуатационников подобные самопроизвольные цепные реакции в растворах получили сокращенное наименование — СЦР.
Если критическая масса сердечника из плутония для атомной бомбы в 1948 году была определена достаточно точно, то критическая масса того же плутония, растворенного в какой-либо емкости, в тот момент, накануне пуска радиохимического завода «Б», была никому в СССР не известна. А между тем, Курчатов как научный руководитель плутониевой зоны обязан был выдать регламентные ограничения для безопасного ведения технологического процесса. Сложность физических экспериментов для определения критических концентраций плутония в растворах заключалась не в методике постановки опытов, а в их многочисленности и многозначности.
Искомая величина зависела от очень многих факторов: от химического состава растворителя, от формы сосуда, от наличия экрана вокруг сосуда. Наименьшая критическая концентрация получалась для сосудов, по форме близких к шарообразной. Чем более вытянутой и сплющенной была форма, тем менее вероятна была СЦР в сосуде.
Экран вокруг сосуда, особенно из органических материалов, увеличивал потенциальную возможность возникновения цепной реакции, поскольку экономил часть нейтронов, вылетавших из сосуда, отбрасывая некоторые обратно. В частности, таким экраном могли служить тело, голова или руки оператора, работавшего с данным сосудом, бутылкой или канистрой. Критическая масса зависела также от наличия рядом других емкостей с плутонием. Система сосудов опаснее одинокой емкости.
По этим причинам поставленная задача не имела однозначного решения в принципе. А для нахождения многих табличных данных в зависимости от концентрации, типа растворителя, формы сосудов и т. д. — необходимы были тысячи экспериментов.
В условиях бешеной атомной гонки и приближающегося пуска завода «Б» у Курчатова совершенно не было времени для организации многочисленных опытов. Но ответ на насущный вопрос о критической концентрации плутония — в виде регламентных требований — Курчатов обязан был дать.
Персонально обязан!
Для этой цели перед пуском объекта Курчатов организовал в уединенном лесном массивчике сверхсекретный научный барак для проведения базисных, основополагающих опытов.
Курчатов работал практически в одиночку, поскольку не мог подвергать в этой безумной спешке кого-то другого, кроме себя самого, смертельной опасности. Единственным человеком, которого он привлек для теоретической экстраполяции опытов, был Яков Борисович Зельдович. В конечном итоге Курчатов решил перестраховаться. Он выдал эксплуатационникам одну регламентную цифру, одно-единственное условие вполне безопасной работы: «Не более 100–150 граммов плутония в любом растворе! Ни при каких обстоятельствах!».
Зельдович, которого Курчатов вызывал из Москвы несколько раз, поселяя в своем коттедже, поддержал Курчатова: лучше перестраховаться. Не дай Бог — взрыв в какой-нибудь большой емкости. Это не только человеческие жертвы. Это еще и остановка всей технологической цепочки. Лучше перестраховаться в пять раз, тем более что вряд ли сами аппаратчики будут так уж точно придерживаться утвержденного Курчатовым регламента…
В декабре 1948 года завод «Б» готовился к принятию первой партии облученных урановых блочков с реактора «А». Срок, утвержденный Сталиным для испытания атомной бомбы, — 1-й квартал 1949 года — висел на волоске.
Снижение допустимой концентрации плутония в растворах до 150 граммов, безусловно, должно было ограничить скорость технологического процесса, накладывая определенные ограничения на разовые объемы принимаемого и обрабатываемого продукта. Игорь Васильевич понимал это лучше, чем кто-либо другой. И все-таки перестраховывался. Не хотел нести ответственности ни за возможные СЦР по его вине, ни за человеческие жизни.
Как показал начальный этап работы, руководители цехов и смен относились к регламенту Курчатова с некоторой беспечностью, постоянно нарушая его.
«Не может быть, чтобы Борода не перестраховался», — думали они. И нарушали регламентную цифру и в два, и в три раза.
Из книги А.К. Круглова «Как создавалась атомная промышленность в СССР», 1995 г.:
«Проблема безопасности для этого завода связана в первую очередь с контролем количества плутония в каждом аппарате, контейнере и трубопроводе, в каждой емкости…
Значение критических масс делящихся материалов на различных стадиях технологического процесса различается…
Только в 1951 году определили, что при концентрации плутония 20–40 г/л в определенных условиях критическая масса была немного больше 500 г…
Неточность лабораторных анализов, ошибки в показаниях приборов или просто невнимательность персонала могли привести к превышению установленных тогда безопасных норм 100–150 г…
Поэтому и нередки были аварии — самопроизвольные цепные реакции.»
СЦР ожидала в засаде первых эксплуатационников.